第2章 第2节 表面张力和毛细现象&第3节 材料及其应用-（教师WORD）2021-2022学年高中物理【精讲精练】鲁科版选择性必修 第三册 新课标辅导

第2节　表面张力和毛细现象 第3节　材料及其应用 [学业要求与核心素养] 1．了解液体的表面张力现象，能解释液体表面张力产生的原因。 2．了解液体的微观结构，了解浸润和不浸润现象及毛细现象，了解毛细现象的产生原因。 3．了解液晶的特点及其应用。 一、表面张力 1．液体的微观结构。 (1)分子间距：液体分子间的距离很小。 (2)分子间作用力：液体分子间的作用力比固体分子间的作用力要小。 (3)分子运动：在温度相同的情况下，液体的扩散速度要比固体的扩散速度快。 2．表面张力。 由于表面层分子分布比较稀疏，分子间的作用力表现为相互吸引而使液体表面绷紧的力。 二、浸润与不浸润 1．浸润。 一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上的现象。 2．不浸润。 一种液体不会润湿某种固体，不会附着在这种固体的表面上的现象。 3．浸润和不浸润是分子力作用的表现。 三、毛细现象 1．毛细现象。 浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象。 2．毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，毛细管内径越细，高度差越大。 四、液晶 1．液晶的概念。 像液体一样具有流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性的有机化合物，称为液晶。 2．液晶的用途。 液晶可以用作显示元件，在生物医学、电子工业、航空工业中都有重要应用。 五、材料及应用 1．分类。 (1)按材料特性分为结构材料和功能材料。 (2)接应用领域分为信息材料、能源材料、建筑材料、生物材料、航空航天材料等。 (3)按习惯分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。 2．应用。 (1)半导体，微电子材料，导电能力介于导体和绝缘体之间的物质，如硅、砷化镓等。 (2)纳米材料，力、热、声、光、磁等方面的某些性能会发生突变。 (3)石墨烯，由单层原子构成的材料，具有优异的光学、电学、力学特性。 (4)材料、信息、能源被当今国际社会公认为现代文明的三大支柱。 1．判断下列说法的正误。 (1)表面张力的作用是使液面具有收缩的趋势。(√) (2)表面张力是分子力的宏观表现。(√) (3)昆虫可以在水面上自由走动是表面张力在起作用。(√) (4)水对所有固体都浸润。(×) (5)毛细管插入水中，管的内径越大，管内水面升得越高。(√) 2．要增强雨伞的防水作用，伞面可选择对水是不浸润(选填“浸润”或“不浸润”)的布料。布料经纬线间空隙很小，小水珠落在伞面上由于表面张力的作用，不能透过空隙。 知识点一　液晶和液体的微观结构及表面张力 问题探究1 如图2-2-1所示是液体表面附近分子分布的大致情况。请结合图片思考： 图2-2-1 (1)液体表面层内的分子间距离和分子力各有什么特点？ (2)液体像气体一样没有固定的形状，具有流动性，而又像固体一样具有一定的体积，不易被压缩，液体的这些特点是由什么决定的？ (3)小昆虫、缝衣针在水面上不下沉与小木块浮在水面上的道理相同吗？ 答案　(1)表面层内分子间距离大于r0，分子间作用力表现为引力。 (2)液体的微观结构。 (3)不同。小昆虫、缝衣针能在水面上不下沉是液体表面张力在起作用。小木块浮在水面上是重力和水的浮力平衡的结果。 [归纳升华] 1．液体表面张力的成因分析。 (1)分子间距离特点：由于蒸发现象，液体表面分子分布比内部分子稀疏。 (2)分子力特点：液体内部分子间引力、斥力基本上相等，而液体表面层分子之间距离较大，分子力表现为引力。 (3)表面特性：表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面形成一层绷紧的膜。 (4)表面张力的方向：表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线，如图2-2-2所示。 图2-2-2 2．表面张力及其作用。 (1)表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小。而在体积相同的条件下，球形的表面积最小。例如，吹出的肥皂泡呈球形，滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形(但由于受重力的影响，往往呈扁球形，在完全失重条件下才呈球形)。 (2)表面张力的大小除了跟边界线长度有关外，还跟液体的种类、温度有关。 3．液晶的特性及微观结构。 (1)液晶是介于固态和液态之间的中间态，其分子排列介于二者之间，并且排列有序但是不稳定。 (2)液晶具有光学上的各向异性，液晶分子的排列不稳定，微小的外界变动都会改变分子排列，从而改变液晶的某些性质。 [例1-1]　关于液体的表面张力，下列说法正确的是(　　) A．液体表面层的分子分布比内部密 B．液体表面张力使其体积有收缩到最小的趋势 C．液体表面层分子之间只有引力而无斥力 D．液体表面张力使其表面积有收缩到最小的趋势 [自主解答]　表面张力的作用效果是使液体表面收缩 选项 个性分析 A错误 液体表面层的分子分布比内部稀疏 B错误 表面张力使液体表面积有收缩至最小